嵌入式实战配置管理

从 #define 到 EEPROM：嵌入式参数持久化的迁移实战

项目初期所有参数都是 #define BAG_SPEED_HZ 10504。每次改速度都要重新编译、烧录、重启。现场调试时工程师提了一个需求："能不能在串口屏上改完直接生效？"

答案是可以，但要走一条安全的迁移路径。

迁移四步走

第一步：定义参数 ID 枚举

每个参数一个全局唯一 ID，与 20B 协议的 Y1 字段对应：

typedef enum {
    RCFG_ID_SPEED_BAG_OUT_HZ       = 0x10,
    RCFG_ID_SPEED_TEAR_OFF_HZ      = 0x11,
    RCFG_ID_SPEED_SEAL_MOVE_HZ     = 0x12,
    RCFG_ID_SPEED_SEAL_RETURN_HZ   = 0x13,
    RCFG_ID_STEPPER_START_HZ       = 0x14,
    RCFG_ID_STEPPER_ACCEL_HZ_PER_S = 0x15,
    RCFG_ID_POWER_ON_DELAY_MS      = 0x20,
    RCFG_ID_SELF_CHECK_DELAY_MS    = 0x21,
    // ... 共约 30+ 个参数
} rcfg_id_t;

第二步：集中数据结构

typedef struct {
    uint32_t version;                // 结构体版本，用于兼容性检查
    uint32_t speed_bag_out_hz;
    uint32_t speed_tear_off_hz;
    uint32_t speed_seal_move_hz;
    uint32_t stepper_start_hz;
    uint32_t stepper_accel_hz_per_s;
    uint32_t power_on_delay_ms;
    uint32_t self_check_delay_ms;
    // ... 所有运行时参数
    uint16_t crc;                    // 全结构体 CRC16，校验完整性
} packer_runtime_config_t;

第三步：四函数接口

// 1. 上电初始化 — 从 EEPROM 加载，加载失败回退默认值
void packer_runtime_config_init(void);

// 2. 只读访问 — 返回 const 指针，各模块直接读字段
const packer_runtime_config_t* packer_runtime_config_get(void);

// 3. 单参数写入（仅 RAM）
uint8_t packer_runtime_config_write(rcfg_id_t id, uint32_t value);

// 4. 显式保存到 EEPROM
uint8_t packer_runtime_config_save(void);

默认值集中在一个头文件中：

// app_runtime_config_defaults.h
#define RCFG_DEFAULT_SPEED_BAG_OUT_HZ  10504u
#define RCFG_DEFAULT_SPEED_TEAR_OFF_HZ 10504u
#define RCFG_DEFAULT_STEPPER_START_HZ  2000u

第四步：增量替换旧宏

不是一次性替换全部代码。逐个宏替换的流程：

在 runtime_config 结构体中加入新字段，默认值等于旧宏
所有代码改为通过 runtime_config_get()->xxx 读取
grep -rn 'OLD_MACRO_NAME' --include='*.c' --include='*.h' 确认零引用
删除旧宏定义
同步清理 Doxygen @name 空组

整个迁移历时数个重构迭代，没有任何一个版本同时出现"新架构没写完、旧宏已删除"的中间态。

EEPROM 存储策略

// AT24C02: 256 字节，软件 I2C (PA11/PA12)
// 结构体放在 EEPROM 起始地址
#define RCFG_EEPROM_ADDR 0x00

// 保存流程：
// 1. 计算整个结构体的 CRC16
// 2. 写入 crc 字段
// 3. bsp_eeprom_write(addr, &config, sizeof(config))

// 加载流程：
// 1. bsp_eeprom_read(addr, &config, sizeof(config))
// 2. 重新计算 CRC16 与存储的 crc 比较
// 3. 匹配 → 使用；不匹配 → 回退默认值

串口调参链路

DGUS 串口屏 (USART1) → packer_dbus_frame → 解析 5A A5 帧
  → 识别写参数命令 → packer_runtime_config_write(id, value)
  → packer_runtime_config_save() ─→ EEPROM 持久化

HMI 上位机 (USART3) → 20B 协议帧 → 协议分发
  → 识别调参功能码 → packer_runtime_config_write(id, value)
  → packer_runtime_config_save() ─→ EEPROM 持久化

参数分类策略

分类	例子	管理方式
运行时调参	速度、加减速、延时、脉冲	runtime_config + EEPROM
固件定死	硬件引脚、节点地址、报警码	保留 `#define`
换算常量	脉冲换算中间值	局部 `static const`